JP2008175716A - 高度変化により自車位置を特定するナビゲーション装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 精度の高い高度変化の情報を取得し、取得した高度変化の情報をもとに自車が走行している道路を特定し、自車位置を正確に表示する。
【解決手段】
本発明のナビゲーション装置は、大気圧センサを用いて気圧を検知し、大気圧センサからの出力電圧と所定の基準電圧とを比較することで、電圧の変化を検知する。電圧の変化を元に高度変化をもとに勾配を判定し、自車位置候補が存在する地点の地図データにある道路の勾配と比較し、合致する勾配を持つ自車位置候補の信頼度を修正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両等に搭載されるナビゲーション装置に関するものである。

通常の車載用ナビゲーション装置には、高速道路や高架道路の分岐点付近を走行した後に、自車が走行する位置をＧＰＳ（Global Positioning System）や車輪速センサ、ジャイロセンサなどを用いて特定する機能が備えられている。ＧＰＳだけを用いて自車が走行する位置を得る場合、ＧＰＳデータの受信頻度が低いと、受信間隙で現在位置が把握できなくなる。これを補うため、車輪速センサとジャイロセンサを用いて仮想現在位置を算出し（デッドレコニング技術）、算出した仮想現在位置と地図データをマッチング処理（マップマッチング技術）して自車位置を特定することで自車位置の特定を行っている。しかし、ＧＰＳを使用した座標と、実際にナビゲーション装置が持つ地図データとの間には誤差がある場合があり、上述のような高速道路や高架道路と、その他並走する道路との座標の違いを精度よく画面に表示することができない場合がある。

このため、精度の高い高度情報を用いて、信頼性の高い自車位置を表示できる自車位置特定方法とそれに則った装置とが、特許文献１に記載されている。

すなわち、特許文献１には、ＥＴＣシステム（Electronic Toll Collection System：自動料金収受システム）などで用いられる通信であるＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication：専用狭域通信）を用いて、特定の場所の絶対的な高度を受信し、受信した高度に対してジャイロなどを用いて自律航法により算出した相対的な高度変化を補正高度としてキャリブレーション（補正）する発明が記載されている。

特開２００６−２７５６１９号公報

しかし、上記の技術では、ＥＴＣ装置などＤＳＲＣの通信を行うことができ、絶対的な高度を頻繁に取得できる状況にいる限りは（つまりそのようなインフラが整備された場所を走行している状況では）絶対高度を頻繁に取得できるが、該通信を頻繁に受信できる状況にない場合には、次のＤＳＲＣ通信を行うまでの間隔の長さに比例して高度に関する誤差が発生することとなる。

本発明の目的は、精度の高い高度変化の情報を取得することができ、取得した高度情報をもとに、走行している道路を特定し、自車位置を正確に表示することができる技術を提供することにある。

上記課題を解決すべく、本発明のナビゲーション装置は、高架道路付近を走行する場合など、自車位置を特定するために高度を判断する必要があるポイントを走行するたびに、大気圧センサを用いて大気圧の微小な変化を測定し、自車が走行する道路の上昇／下降の度合いを検知する手段を備える。

また、検知した上昇／下降の度合いを用いて、高架道路や立体交差と並走する道路を走行中か否かを判定し、複数算出している自車位置候補の各信頼度を補正し、自車位置の特定を行う手段を備える。

例えば、本発明のナビゲーション装置は、車両に搭載されるナビゲーション装置であって、
前記車両の現在位置を検出する位置検出装置と、
前記車両の高度を検出する高度検出装置と、
前記車両内に取り付けられ、地図を用いて現在地を表示するディスプレイ装置と、
前記高度検出装置により検出した高度の変化量から走行している道路の昇降を判定する昇降検知手段と、
前記昇降検知手段にて判定した昇降情報と最も合致する道路上に現在位置を求める現在位置確定手段と、
上記現在位置確定手段で特定した現在位置を前記ディスプレイ装置に表示する現在地表示手段と、
を備えることを特徴とする。

また、本発明の別の形態である車両に搭載されるナビゲーション装置は、
前記車両の現在位置を検出する位置検出装置と、
前記車両内に取り付けられ、地図を用いて現在地を表示するディスプレイ装置と、
大気圧センサと、
前記大気圧センサにより測定した結果得られる電圧と所定の基準電圧の差分を検出する電圧差分取得手段と、
前記電圧差分取得手段により検出した高度の変化量から走行している道路の昇降を判定する昇降検知手段と、
前記昇降検知手段にて判定した昇降情報と最も合致する道路上に現在位置を求める現在位置確定手段と、
上記現在位置確定手段で特定した現在位置を前記ディスプレイ装置に表示する現在地表示手段と、
を備えることを特徴とする。

またさらに、車両に搭載されるナビゲーション装置の現在地表示方法では、
前記ナビゲーション装置は、
前記車両の現在位置を検出する位置検出装置と、
前記車両の高度を検出する高度検出装置と、
前記車両内に取り付けられ、地図を用いて現在地を表示するディスプレイ装置と、
を備え、
前記高度検出装置により検出した高度の変化量から走行している道路の昇降を判定する昇降検知ステップと、
前記昇降検知ステップにて判定した昇降情報と最も合致する道路上に現在位置を求める現在位置確定ステップと、
上記現在位置確定手段で特定した現在位置を前記ディスプレイ装置に表示する現在地表示ステップと、
を実行することを特徴とする。

以下に、本発明の第１の実施形態について、図１〜７を参照して説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態が適用された車載用ナビゲーション装置１００の概略構成図である。図示するように、車載用ナビゲーション装置１００は、演算処理部１と、ディスプレイ２と、記憶装置３と、音声入出力装置４と、入力装置５と、車輪速センサ６と、ジャイロセンサ７と、ＧＰＳ(Global Positioning System)受信装置８と、ＥＴＣ通信装置９と、ビーコン受信装置１０と、大気圧センサ１１と、を備えている。

演算処理部１は、様々な処理を行う中心的ユニットである。例えば各種センサ６,７，１１やＧＰＳ受信装置８から出力される情報を基にして現在地を検出する。また、得られた現在地情報に基づいて、表示に必要な地図データを記憶装置３から読み出す。また、読み出した地図データをグラフィックス展開し、そこに現在地を示すマークを重ねてディスプレイ２へ表示する。また、記憶装置３に記憶されている地図データを用いて、ユーザから指示された出発地（現在地）と目的地とを結ぶ最適な経路（推奨経路）を探索する。また、音声入出力装置４やディスプレイ２を用いてユーザを誘導する。

ディスプレイ２は、演算処理部１で生成されたグラフィックス情報を表示するユニットである。ディスプレイ２は、ＣＲＴや液晶ディスプレイなどで構成される。

記憶装置３は、ＣＤ-ＲＯＭやＤＶＤ-ＲＯＭやＨＤＤ（ハードディスク装置）やＩＣカードといった記憶媒体で構成されている。この記憶媒体には、地図データ（図示せず）や後述する計測地点データ３３０が記憶されている。前記地図データは、通常のナビゲーション装置で利用する地図データであり、道路の開始点、終了点、勾配の情報を表すリンク情報を有する。

音声入出力装置４は、演算処理部１で生成したユーザへのメッセージを音声信号に変換し出力する。また、ユーザが発した声を認識し演算処理部１にその内容を転送する処理を行う。

入力装置５は、ユーザからの指示を受け付けるユニットである。入力装置５は、スクロールキー、縮尺変更キーなどのハードスイッチ、ジョイスティックなどで構成される。

車輪速センサ６,ジャイロセンサ７，およびＧＰＳ受信装置８は、車載用ナビゲーション装置１００で自車位置を検出するために使用されるものである。車輪速センサ６は、車輪の周径と計測される車輪の回転数の積から走行距離を測定し、さらに対となる車輪の回転数の差から移動体が曲がった角度を計測する。ジャイロセンサ７は、光ファイバジャイロや振動ジャイロ等で構成され、移動体が回転した角度を検出するものである。ＧＰＳ受信装置８は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信し移動体とＧＰＳ衛星間の距離と距離の変化率を３個以上の衛星に対して測定することで移動体の現在位置、進行速度および進行方位を測定する。

ＥＴＣ通信装置９は、ＥＴＣシステムの車載装置である。ＥＴＣゲートを通過する際に課金情報、その他高度情報など、を送受信する。

ビーコン受信装置１０は、ビーコンから送られてくる現況交通情報、規制情報、ＳＡ／ＰＡ情報、駐車場情報などを受信する。

大気圧センサ１１は、絶対気圧センサなどにより、車両の周囲の大気圧を測定し、電圧として測定結果（製品仕様によるが、本発明では０Ｖ以上５Ｖ以下の電圧とする。）を出力する装置である。

一般に、高度の変化に応じて気圧は変化し、その変化量は一定の関係性を有することが分かっている。そのため、本発明では高度の変化を検知する手段として気圧センサからの出力電圧を取得し、電圧の変化から高度の変化を検知することとしている。

図２は、演算処理部１の本願発明に関連する機能についての機能ブロック図である。

図示するように、演算処理部１は、主制御部１０１と、昇降検知部１０２と、仮想現在地算出部１０３と、現在位置確定部１０４と、表示処理部１０５とを有する。

昇降検知部１０２は、大気圧センサ１１からの出力電圧を検知して、これを所定の基準電圧と比較することで、自車の昇降を検知し、後述する自車位置候補の信頼度を補正する機能部である。なお、通常、高度の下降により気圧は上昇し、逆に高度の上昇により気圧は下降する。このことを利用して、昇降検知部１０２は、自車の昇降を判定する。

仮想現在地算出部１０３は、既存のナビゲーションシステムにも搭載されている機能部であるが、複数存在する現在位置候補に対して、位置の補正を行って仮想現在地を複数算出する。補正には、車輪速センサ６から取得した自車の走行速度と車輪の周径から算出した走行距離と、ジャイロセンサ７から取得した進行角度と、ＧＰＳ受信装置８で受信した現在位置の座標と、を用いる。

現在位置確定部１０４は、複数算出した仮想現在地と記憶装置３に記憶された地図データの地形情報とをマッチングして（マップマッチング）複数の自車位置候補とその信頼度を算出し、自車位置候補のうちから信頼度の最も高いものを表示候補として抽出する機能部である。

表示処理部１０５は、現在位置確定部１０４で抽出された表示候補をディスプレイ２に表示させる機能部である。ディスプレイ２への表示が要求される領域にある地図データと表示候補を受け取り、指定された縮尺、描画方式で、道路、その他の地図構成物や、現在地、目的地、推奨経路のための矢印といったマークを描画するように地図描画コマンドを生成する。そして、生成したコマンドを、ディスプレイ２に送信する。

図３は、演算処理部１のハードウェア構成例を示す図である。

図示するように、演算処理部１は、各デバイス間をバス３３で接続した構成とする。演算処理部１は、数値演算及び各デバイスを制御するといった様々な処理を実行するＣＰＵ(Central Processing Unit)２１と、記憶装置３から読み出した地図データ、演算データなどを格納するＲＡＭ(Random Access Memory)２２と、プログラムやデータを格納するＲＯＭ(Read Only Memory)２３と、メモリ間およびメモリと各デバイスとの間のデータ転送を実行するＤＭＡ（Direct Memory Access）２４と、グラフィックス描画を実行し且つ表示制御を行う描画コントローラ２５と、グラフィックスイメージデータを蓄えるＶＲＡＭ(Video Random Access Memory)２６と、イメージデータをＲＧＢ信号に変換するカラーパレット２７と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ/Ｄ変換器２８と、シリアル信号をバスに同期したパラレル信号に変換するＳＣＩ(Serial Communication Interface)２９と、パラレル信号をバスに同期させてバス上にのせるＰＩＯ(Parallel Input/Output)３０と、パルス信号を積分するカウンタ３１と、デジタル信号をアナログ信号に変換するＤ/Ａ変換機３２と、を有する。

なお、上記の各構成要素および機能は、ＣＰＵ２１がＲＡＭ２２やＲＯＭ２３にロードしたプログラムを実行することにより達成される。

図４は、大気圧センサ１１とＣＰＵ２１の接続回路を具体的に記載した回路図である。大気圧センサ１１は、コンデンサ４０２と接続され、コンデンサ４０２は差動アンプ４０１の非反転入力端子と接続されている。差動アンプ４０１はＡ/Ｄ変換機２８を通じてＣＰＵ２１へ接続され、差動アンプ４０１の端子のうちコンデンサ４０２と接続されていないマイナス側の端子には所定の基準電圧が印加される。

大気圧センサ１１により大気圧が検知され、検知された大気圧は０Ｖ〜５Ｖの電圧として出力される。

出力された電圧はコンデンサ４０２を経由して差動アンプ４０１の非反転入力端子に入力値として入力される。このとき、差動アンプ４０１に入力される電流は、コンデンサ４０２を通ることでそのうちの直流成分がカットされるため、交流成分のみを差動アンプ４０１に流入させることが可能となる。

差動アンプ４０１に流入した電圧は、反転入力端子から流入する基準電圧との差分が増幅されてＣＰＵ２１に受け渡される。差動アンプ４０１により、差分の電圧は増幅されるため、ＣＰＵ２１は気圧センサの電圧変化を高精度に取得できる。これにより、ＣＰＵ２１の機能部である昇降検知部１０２は、取得した電圧が上昇した場合には気圧が上昇した、つまり高度が相対的に下降したと判定し、取得した電圧が下降した場合には気圧が下降した、つまり高度が相対的に上昇したと判定することができる。

図５は、計測地点データ３３０の構成を示す図である。計測地点データ３３０は、道路を特定の規則に従って分割しその始点と終点を結ぶ線分で示されるリンクの識別コード（リンクＩＤ３３１）ごとに、継続して計測する道路を示すリンクＩＤを記憶する計測継続リンクＩＤ３３２を含む。

計測継続リンクＩＤ３３２は、リンクＩＤ３３１ごとに、該リンクと接する道路のうち同一の大気圧センサの検知を継続する道路が持つリンクＩＤを設定する。例えば、自車があるリンクを走行する予定がある場合に、基準値を続けて使用するリンクがあれば、計測継続リンクＩＤ３３２にリンクＩＤを記憶させておく。これにより、複数のリンクにまたがるような長距離にわたる高架道路と一般道路との並走区間や、複数の高架道路の昇降口が交差する複雑な立体交差区間でも、リンクの途切れを気にせず連続的に昇降を検知できる。

［動作の説明］次に、上記構成の車載用ナビゲーション装置１００の動作について説明する。

図６は、自車位置算出処理の流れを示すフロー図である。

なお、自車位置算出処理は、車載用ナビゲーション装置１００が動作する際に開始され、車載用ナビゲーション装置１００が動作を停止するまで、所定の間隔で反復的に実行される処理である。

仮想現在地算出部１０３は、ＧＰＳセンサ８、車輪速センサ６、ジャイロセンサ７を用いて座標と移動距離と移動方向を取得する。具体的には、車輪速センサ６から取得した自車の走行速度と車輪の周径から走行距離を算出し、ジャイロセンサ７から取得した進行角度とＧＰＳ受信装置８で受信した現在位置の座標を取得する（Ｓ０１１）。

次に、仮想現在地算出部１０３は、複数存在する現在位置候補に対して、取得した走行距離と、進行角度と、現在位置の座標を補正値として加えて、現在位置の仮の位置である仮想現在地を複数算出する（Ｓ０１２）。

次に、現在位置確定部１０４は、仮想現在地算出部１０３にて算出した仮想現在地のそれぞれに近似する地図上の位置を地形情報にマッチングさせ、自車位置候補を算出する。

この際、現在位置確定部１０４は、マップマッチングの結果得られる複数の自車位置候補に対して、信頼度（例えば０〜１００、数値が高いほうが信頼度が高い。）を各々算出し、記憶装置３へ記憶させる（Ｓ０１３）。

次に、現在位置確定部１０４は、自車位置候補のうちから信頼度の最も高いものを表示候補として抽出する（Ｓ０１４）。

具体的には、例えば、仮想現在地が７点存在する場合に、現在位置確定部１０４は、その７点の各点から各々最も近い距離にあるリンクへ垂線を下ろし、垂線とリンクの交点を自車位置候補とする。このように求めた自車位置候補は７点存在することになる。ここで、現在位置確定部１０４は、過去に走行した軌跡の形状や座標と合致する点の多い公道上に存在する自車位置候補のうち、仮想現在地と自車位置候補との距離が最短となり、道路と自車が進行する左右方向にずれが少ない自車位置候補の信頼度を最も高く（例えば１００）設定する。またたとえば仮想現在地と自車位置候補との距離が最大となり、かつ道路と自車が進行する左右の方向にずれが多い自車位置候補の信頼度を低く（例えば１）設定する。また、既に信頼度が設定されてある場合には、現在位置確定部１０４は、信頼度を一定の条件に従って補正するように補正値を算出する。

続いて、表示処理部１０５は、表示候補の座標を微修正してディスプレイ２に表示させる（Ｓ０１５）。具体的には、表示候補を表示させる画面の視点にあわせて自車位置を合成し、地図上の地形データに合わせて表示を行う。

以上が、所定の間隔で反復的に実行される自車位置算出処理の流れである。

次に、所定の間隔で反復的に実行される自車位置算出処理とは並列して処理され、特定の地点を走行中に実行する高架自車位置算出処理の流れを、図７を用いて説明する。

記憶装置３に記憶された計測地点データ３３０のリンクＩＤ３３１に指定された道路を走行している場合に、まず、ＣＰＵ２１の昇降検知部１０２は、大気圧センサ１１から出力電圧を取得する（Ｓ１１１）。例えば、気圧センサの仕様により異なるが、４．７６Ｖ、などの具体的な電圧の値を取得する。

次に、昇降検知部１０２は、所定の基準電圧（例えば４．７５Ｖ）と、大気圧センサ１１から得た電圧との差分値（例えば０．０１Ｖ）の変化量を元に、自車の昇降を判定する（Ｓ１１２）。

昇降検知部１０２は、取得した電圧の差分値が前回取得した電圧の差分値から変化した量を算出する。算出した変化量が、正の増分である場合には（つまり、基準電圧との差が前回測定時より正の方向に大きくなっている場合には）、高度が低下したことを示すため、昇降検知部１０２は、自車が下降する道路を走行した、と特定する。

同様に、算出した変化量が負の増分である場合には（つまり、基準電圧との差が前回測定時より負の方向に大きくなっている場合には）、高度が上昇したことを示すため、昇降検知部１０２は、自車が上昇する道路を走行したことを特定する。

もちろん、算出した変化量が０である場合には（つまり、基準準電圧との差が前回測定時と変化がない場合には）、高度が一定であることを示すため、昇降検知部１０２は、自車が平坦な道路を走行したことを特定する。

なお、実際には電圧の差分値は、図４に記載のあるコンデンサ４０２と差動アンプ４０１のハードウェア機能により増幅されるため、ＣＰＵ２１は増幅された電圧の微小な差分値を取得することができる。つまり、微小な電圧の差分値であってもその差分値を正確に捉えることができる。

次に、Ｓ１１２で特定した自車の昇降を元に、昇降検知部１０２は、ステップＳ０１３で算出した自車位置候補のそれぞれが存在する道路のリンクデータと自車位置候補の移動方向の起伏とを比較し、自車の昇降と合致する自車位置候補を抽出する。そして、抽出した自車位置候補の信頼度を所定の基準に従い修正する（Ｓ１１３）。

具体的には、自車の昇降が「下降」状態にあり、自車位置候補Ａ〜Ｇのそれぞれが存在する地点の道路のうち自車位置候補Ｂ，Ｃ，Ｄのみが進行方向に対して「下降」する道路である場合に、自車位置候補Ｂ，Ｃ，Ｄの信頼度に対して、たとえば式に示すように、所定の定数ｋ（０＜ｋ≦１，例えばｋ＝０．７）を掛けたものに１００×（１−ｋ）（例えば３０）など付加する値を加算する、などの計算を行い修正する。

信頼度＝（修正前の信頼度）×ｋ＋１００×（１−ｋ）（０＜ｋ≦１）… 式
例えば、自車位置候補Ｂ，Ｃ，Ｄの信頼度がそれぞれ８０、５０、４０であった場合に、ｋ＝０．７として計算した場合には、それぞれの修正後の信頼度は、８６（＋６増加）、６５（＋１５増加）、５８（＋１８増加）となる。

そして、昇降検知部１０２は、自車の表示候補（自車位置候補のうち最も信頼度が高いもの）が計測継続リンクＩＤ３３２で指定された道路上を走行しているか否かを判定する（Ｓ１１４）。すなわち、昇降検知部１０２は、計測継続リンクＩＤ３３２で指定された道路上に表示候補点が求められたかどうかを判定する。

判定の結果、自車の表示候補がリンクＩＤ３３１で指定された道路上に求められた後に、現在の自車の表示候補が計測継続リンクＩＤ３３２で指定された道路上に求められた場合には、上記ステップＳ１１１〜Ｓ１１３を所定の間隔で反復的に実行する。昇降検知部１０２は、計測継続リンクＩＤ３３２で指定された道路以外の道路に自車位置が存在する場合には、高架自車位置算出処理を終了する。

高架自車位置算出処理により、図６に示した自車位置算出処理のステップＳ０１４で実施する自車位置候補を表示候補として特定する際の判断基準となる信頼度に対して、高度を元にした補正を加えることになる。これにより、高度を加味した、より精度の高い自車位置の算出が可能となる。

以上、本発明の第１の実施形態の構成と動作を説明した。

上記の本願発明の第１の実施形態は、精度の高い高度変化の情報を取得することができ、取得した高度変化の情報をもとに、走行している道路を特定し、自車位置を正確に表示することができる
続いて、本発明の第２の実施形態について図８〜１０を用いて説明する。

第２の実施形態では、第１の実施形態と基本的に同様の構成をとる。

しかし、第１の実施形態の図４に示した大気圧センサ１１とＣＰＵ２１の接続の構成と、基準電圧の設定処理に相違点があるため、相違点を中心に説明する。

図８は、第２の実施形態の大気圧センサ１１とＣＰＵ２１の接続の構成を示す図である。

大気圧センサ１１は、差動アンプ４０１に接続され、差動アンプ４０１はＡ/Ｄ変換機２８を介してＣＰＵ２１に接続されている。ＣＰＵ２１は、Ｄ/Ａ変換機３２を通じて差動アンプ４０１の反転入力端子へ接続される。また、ＣＰＵ２１には、記憶装置３が接続されている。差動アンプ４０１の反転入力端子には、ＣＰＵ２１が出力を指示した基準電圧（可変）が印加される。

この構成により、ＣＰＵ２１は、大気圧センサ１１で出力された電圧と、差動アンプ４０１の反転入力端子に加えられる基準電圧（可変）と、の微小な差分を、増幅させて正確に取得することができる。

図９は、第２の実施形態における計測地点データ４４０の構成を示す図である。計測地点データ４４０は、第１の実施形態における計測地点データ３３０と基本的に同様の構成であるが、リンクＩＤ４４１ごとに、大気圧センサの出力の基準値を測定する場所である基準計測ポイントリンクＩＤ４４２欄が追加されている点において異なる。

昇降検知部１０２は、自車が基準計測ポイントリンクＩＤ４４２で示される道路の走行を開始すると、差動アンプ４０１の反転入力端子に印加するための基準電圧（可変）として、現在の大気圧を計測した際の出力電圧を取得する。

次に、第２の実施形態における高架自車位置算出処理の動作を、図１０を用いて説明する。

図１０では、ステップＳ２１１〜Ｓ２１５までを示しているが、このうち第１の実施形態と異なる点は、初期化処理であるＳ２１１が追加されている点である。

Ｓ２１１では、昇降検知部１０２は、大気圧センサ１１から基準とすべき電圧を取得して、それを基準電圧として記憶装置３に記憶させる。

以降のステップにおいて、使用する基準電圧は、記憶装置３に記憶された電圧とするよう、ＣＰＵ２１が制御を行う。

上記第２の実施形態では、基準電圧（可変）は、ＣＰＵ２１により周辺の大気圧を元にしてその値を与える。

その結果、第１の実施形態よりもより広い高度域で高度を測定することができるようになる。

具体的には、例えば、海抜高度１００メートル未満付近では、一般に、８５０ｈＰａ〜１１５０ｈＰａ程度（例外的な低気圧や高気圧を除くとほぼ９００〜１１００ｈＰａ付近）の大気圧がある。大気圧センサの絶対圧センサは、製品仕様によるが１５０ｈＰａ〜１１５０ｈＰａ程度を計測範囲としたものが多い。大気圧センサが出力する電圧も大気圧の計測範囲に相応する幅をとるため、有効な電圧は４．５〜５Ｖ付近の狭い幅を常用することとなる。

これに対して、高地などでは、標高が高くなるに従い大気圧は減少する。たとえば標高２０００メートル付近では大気圧は８００ｈＰａ程度になり、有効な電圧は３．５Ｖ付近の狭い幅を常用することとなる。

第１の実施形態では、大気圧センサ１１からの出力電圧と、差動アンプ４０１を用いて基準電圧（例えば４．７５Ｖ）との差分（例えば０〜０．２５Ｖ程度）を取得し、これを増幅させたものを昇降検知部１０２が使用する。これにより、狭い電圧の幅での微小な電圧変化を検知可能としている。
しかし、これを先の高地で使用した場合には、基準電圧（例えば４．７５Ｖ）と出力電圧の差が大きくなりすぎ、基準電圧との差を差動アンプ４０１で増幅させると、測定可能な電圧幅をこえる電圧を得ることとなり、ナビゲーション装置１００の正常な動作が妨げられる可能性がある。

そこで、第２の実施形態を用いることで、これを回避する。

即ち、計測を開始する都度、昇降検知部１０２は大気圧センサ１１からの出力を基準電圧に設定する。つまり、上記の高地ではその周辺の実際の気圧に応じた電圧（３．５Ｖ）を基準電圧として計測を開始できるようになるため、差動アンプ４０１を通して電圧を増幅させても、測定可能な電圧幅を超える電圧を得ることがなくなり、正常な動作を確保できる。

また、このように大気圧センサを用いて周辺の大気圧を計測し、基準電圧とすることができるため、超低速走行時（渋滞などの走行時）にも高度を正確に算出できる。

以上が、第２の実施形態についての説明である。

なお、上記の第１，第２の実施形態では、どちらも大気圧センサ１１には絶対圧センサを用いた。これは、製品仕様によるが、一般に測定誤差として±２．５％程度の誤差を含む。しかし、２．５％程度の誤差は、基準電圧からの差分値を取得する本願では、大きな問題とはならないといえる。

また、本発明を車載用ナビゲーション装置に適用した例について説明したが、本発明は車載用以外のナビゲーション装置にも適用することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態にかかる車載用ナビゲーション装置の概略構成図である。 図２は、本発明の第１の実施形態にかかる演算処理部１の機能構成を示す図である。 図３は、本発明の第１の実施形態にかかる演算処理部１のハードウェア構成を示す図である。 図４は、本発明の第１の実施形態にかかるＣＰＵ２１と大気圧センサ１１のハードウェア構成を示す図である。 図５は、本発明の第１の実施形態にかかる記憶装置３に記憶されている計測地点データの構成例を示す図である。 図６は、本発明の第１の実施形態にかかる自車位置算出処理のフロー図である。 図７は、本発明の第１の実施形態にかかる高架自車位置算出処理のフロー図である。 図８は、本発明の第２の実施形態にかかるＣＰＵ２１と大気圧センサ１１のハードウェア構成を示す図である。 図９は、本発明の第２の実施形態にかかる記憶装置３に記憶されている計測地点データの構成例を示す図である。 図１０は、本発明の第２の実施形態にかかる高架自車位置算出処理のフロー図である。

符号の説明

１００…車載用ナビゲーション装置、
１…演算処理部、２…ディスプレイ、３…記憶装置、４…音声出入力装置、５…入力装置、６…車輪速センサ、７…ジャイロセンサ、８…ＧＰＳ受信機、９…ＥＴＣ通信装置、１０…ビーコン受信装置、１１…大気圧センサ、２１…ＣＰＵ、２２…ＲＡＭ、２３…ＲＯＭ、２４…ＤＭＡ、２５…描画コントローラ、２６…ＶＲＡＭ、２７…カラーパレット、２８…Ａ/Ｄ変換器、２９…ＳＣＩ、３０…ＰＩＯ、３１…カウンタ、３２…Ｄ/Ａ変換器、３３…バス、１０１…主制御部、１０２…昇降検知部、１０３…仮想現在地算出部、１０４…現在位置確定部、１０５…表示処理部

Claims (5)

1. 車両に搭載されるナビゲーション装置であって、
   前記車両の現在位置を検出する位置検出装置と、
   前記車両の高度を検出する高度検出装置と、
   前記車両内に取り付けられ、地図を用いて現在地を表示するディスプレイ装置と、
   前記高度検出装置により検出した高度の変化量から走行している道路の昇降を判定する昇降検知手段と、
   前記昇降検知手段にて判定した昇降情報と最も合致する道路上に現在位置を求める現在位置確定手段と、
   上記現在位置確定手段で求めた現在位置を前記ディスプレイ装置に表示する現在地表示手段と、
   を備えることを特徴とするナビゲーション装置。
2. 車両に搭載されるナビゲーション装置であって、
   前記車両の現在位置を検出する位置検出装置と、
   前記車両内に取り付けられ、地図を用いて現在地を表示するディスプレイ装置と、
   大気圧センサと、
   前記大気圧センサにより測定した結果得られる電圧と所定の基準電圧の差分を検出する電圧差分取得手段と、
   前記電圧差分取得手段により検出した高度の変化量から走行している道路の昇降を判定する昇降検知手段と、
   前記昇降検知手段にて判定した昇降情報と最も合致する道路上に現在位置を求める現在位置確定手段と、
   上記現在位置確定手段で求めた現在位置を前記ディスプレイ装置に表示する現在地表示手段と、
   を備えることを特徴とするナビゲーション装置。
3. 請求項２に記載のナビゲーション装置であって、
   前記電圧差分取得手段で使用する前記所定の基準電圧は、特定の計測地点で測定した電圧を元に決定される、
   ことを特徴とするナビゲーション装置。
4. 請求項３に記載のナビゲーション装置であって、
   さらに、前記ナビゲーション装置に接続された記憶装置を備え、
   前記記憶装置には前記特定の計測地点が記憶されており、
   前記電圧差分取得手段で使用する前記所定の基準電圧は、前記記憶装置に記憶された前記特定の計測地点で測定した電圧を元に決定される、
   ことを特徴とするナビゲーション装置。
5. 車両に搭載されるナビゲーション装置の現在地表示方法であって、
   前記ナビゲーション装置は、
   前記車両の現在位置を検出する位置検出装置と、
   前記車両の高度を検出する高度検出装置と、
   前記車両内に取り付けられ、地図を用いて現在地を表示するディスプレイ装置と、
   を備え、
   前記高度検出装置により検出した高度の変化量から走行している道路の昇降を判定する昇降検知ステップと、
   前記昇降検知ステップにて判定した昇降情報と最も合致する道路上に現在位置を求める現在位置確定ステップと、
   上記現在位置確定ステップで特定した現在位置を前記ディスプレイ装置に表示する現在地表示ステップと、
   を実行することを特徴とするナビゲーション装置の現在地表示方法。

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